Verfahren zum Erzeugen von Oberflächeneffekten, insbesondere in UV-härtbaren Process for producing surface effects, in particular in UV-curable
Schichten, Vorrichtung zur Herstellung derselben sowie erfindungsgemäß erhaltener Artikel Layers, apparatus for producing the same and inventively obtained articles
Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Oberflächeneffekten, insbesondere in UV- härtbaren Schichten, durch Mikrofaltung, sowie weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Schichten sowie einen erfindungsgemäß erhaltenen Artikel. Description: FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a method for producing surface effects, in particular in UV-curable layers, by means of microfiltration, as well as to a device for producing such layers and to an article obtained according to the invention.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Bereitstellung von durch energiereiche Another aspect of the invention relates to the provision of high energy
Partikelstrahlung, beispielsweise UV-Strahlung, härtbaren Beschichtungsfluiden, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitbar sind. Particle radiation, for example UV radiation, curable coating fluids, which are processable by the method according to the invention.
Hintergrund der Erfindung Die Härtung von organischen polymerisierbaren Beschichtungen mit Hilfe von energiereicher Partikelstrahlung, wie beispielsweise UV-Strahlung, ist bereits seit vielen Jahren ein industriell beherrschter Prozess. Insbesondere ist auch bekannt, wie durch die Wahl eines geeigneten Beschichtungssystems eine matte bzw. glänzende Oberfläche erzeugt werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt die Angabe des Glanzes eines Lackes bzw. einer lackierten Oberfläche entsprechend der DIN 67 530 bzw. ISO 2813, wobei die Angabe der Glanzeinheiten unter Betrachtung der entsprechenden Oberfläche unter einem Winkel von 60° erfolgt. Als hochglänzenden Oberfläche wird entsprechend eine Oberfläche bezeichnet, welche zwischen 70 bis 100 GE (GE = Glanzeinheiten) aufweist, als seidenglänzend eine Oberfläche mit 45 bis 70 GE, als seidenmatt eine Oberfläche zwischen 20 bis 45 GE. Eine matte Oberfläche weist weniger als 20 GE auf.
Schwierigkeiten ergeben sich allerdings, wenn unter Verwendung eines Beschichtungssystems gleichzeitig sowohl matte als auch glänzende Bereiche erzeugt werden sollen, beispielsweise, um spezielle funktionale Bereiche einer Oberfläche zu kennzeichnen. Auch die Erzeugung von Oberflächen, welche bestimmte Strukturen oder eine bestimmte Haptik, also einen speziellen tastsensorischen Eindruck, aufweisen sollen, ist bekannt. Auch bei diesen Effekten ist allerdings die gleichzeitige Erzeugung von Bereichen mit unterschiedlicher visueller oder struktureller Ausprägung mit einem und demselben Beschichtungssystem derzeit nur unter einem hohen apparativen Aufwand möglich. Die Erzeugung von unterschiedlichen haptischen und/oder visuellen Eigenschaften, wie beispielsweise Matt-/Glanzeffekte mit ein- und demselben Beschichtungssystem kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Eine einfache Möglichkeit besteht in der Beschichtung auf einem bereichsweise unterschiedlich vorbehandelten Substrat. Ein Beispiel hierfür ist die UV- Lackierung eines Substrats, das vorher mit einem schlecht benetzbaren Öldrucklack oder einer speziellen Druckfarbe vorbehandelt wurde. Die anschließende Beschichtung erzeugt in diesem Fall auf den vorbehandelten Bereichen ein Abstoßen der Beschichtung und dadurch eine matte Oberfläche. Background of the Invention The curing of organic polymerizable coatings by means of high energy particle radiation, such as UV radiation, has been an industrially controlled process for many years. In particular, it is also known how a dull or glossy surface can be produced by the choice of a suitable coating system. In the context of the present invention, the specification of the gloss of a lacquer or of a lacquered surface in accordance with DIN 67 530 or ISO 2813, wherein the indication of the gloss units takes place under consideration of the corresponding surface at an angle of 60 °. A high-gloss surface is correspondingly referred to as a surface which has between 70 and 100 GE (GE = gloss units), as a silk-gloss surface with 45 to 70 GE, as a satin finish a surface between 20 to 45 GE. A matte surface has less than 20 GE. Difficulties arise, however, when using a coating system both matt and shiny areas are to be generated simultaneously, for example, to identify specific functional areas of a surface. It is also known to produce surfaces which have certain structures or a specific feel, that is to say a special tactile sensory impression. Even with these effects, however, the simultaneous production of areas with different visual or structural expression with one and the same coating system is currently only possible with a high expenditure on equipment. The generation of different haptic and / or visual properties, such as matt / gloss effects with one and the same coating system can be done in different ways. A simple possibility consists in the coating on a partially differently pretreated substrate. An example of this is the UV coating of a substrate previously pretreated with a poorly wettable oil pressure varnish or a special printing ink. The subsequent coating produces in this case on the pretreated areas a repulsion of the coating and thus a matte finish.
Dieser Effekt ist im asiatischen Raum unter„Chemical Embossing" bekannt. Im europäischen Raum wird diese Methode als„Drip-Off-Lackierung" bezeichnet. This effect is known in Asia as "chemical embossing." In Europe, this method is referred to as "drip-off coating".
Auf die nachträgliche bereichsweise unterschiedliche Behandlung eines homogenen Films mittels einer Schablone ist bekannt. In der Anwendung meist unerwünscht, aber dem Fachmann durchaus vertraut ist auch die Variation des Mattgrades innerhalb von mattlackierten Oberflächen in Abhängigkeit von der Schichtdicke. So erscheinen beispielsweise Mattierungsmittelteilchen in dickeren Lackschichten teilweise nicht mehr an der Oberfläche, wodurch der Film in diesen Bereichen weniger matt erscheint. Diesen Effekt kann man sich auch gezielt zunutze machen. On the subsequent regionally different treatment of a homogeneous film by means of a template is known. In the application usually undesirable, but the expert is quite familiar and the variation of the degree of matting within matt-coated surfaces as a function of the layer thickness. For example, matting agent particles sometimes no longer appear on the surface in thicker lacquer layers, whereby the film appears less dull in these areas. This effect can also be used specifically.
Auch bekannt sind weiterhin Verfahren, bei denen Beschichtungen durch eine Einwirkung auf die Oberfläche des entstandenen Beschichtungsfilms nach erfolgtem Auftrag mattiert werden. Im
einfachsten Fall kann das durch Ätzen oder Sandstrahlen erfolgen. Auch hier kann mittels einer Schablone ein Muster auf der Oberfläche erzeugt werden. Also known are processes in which coatings are matted by acting on the surface of the resulting coating film after the order has been completed. in the In the simplest case, this can be done by etching or sandblasting. Again, a pattern on the surface can be generated by means of a template.
Ein ähnlicher Effekt kann auch in einer noch flüssigen Beschichtung vor der Härtung erzeugt werden, wenn mit Hilfe energiereicher Strahlung die (partielle) Erzeugung einer Rauigkeit gelingt. A similar effect can also be produced in a still liquid coating before hardening, if the (partial) generation of a roughness succeeds with the help of high-energy radiation.
So beschreibt die deutsche Patentanmeldung DE 10 2006 042 063 A1 ein Verfahren zur Einstellung des Glanzgrades von Oberflächen, welche durch Beschichtung mit UV- oder elektronenstrahlhärtbaren Lacken erhalten wurden. Hierbei wirkt zunächst kurzwellige monochromatische UV-Strahlung auf eine auf eine Unterlage aufgetragene Beschichtung, so dass es lediglich in der Oberflächenschicht der Beschichtung zu einer Polymerisation und Vernetzung kommt. In einem zweiten Schritt wirkt elektromagnetische Strahlung einer anderen, höheren Wellenlänge auf die Beschichtung ein mit der Folge, dass eine Vernetzung über die gesamte Dicke der aufgetragenen Beschichtung eintritt und die Schicht entsprechend aushärtet. Auf diese Weise wird in der Oberflächenschicht durch die solcherart induzierte Vernetzung eine Mikrofaltung hervorgerufen, welche durch die nachfolgende Aushärtung der gesamten Schicht fixiert wird. Durch die geeignete Wahl der Härtungsparameter lassen sich auf diese Weise mittels eines Beschichtungssystems sowohl hochglänzende als auch matte Oberflächen erzeugen. Als Mikrofaltung wird daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung folgendes Phänomen verstanden: Die Oberflächenschicht eines aufgetragenen Beschichtungsfluids wird in einem ersten Schritt zu einer hautartigen Schicht, dies bedeutet zu einer Schicht mit einem For example, German Patent Application DE 10 2006 042 063 A1 describes a method for adjusting the degree of gloss of surfaces which have been obtained by coating with UV or electron beam-curable coatings. In this case, initially short-wave monochromatic UV radiation acts on a coating applied to a substrate, so that polymerization and crosslinking occur only in the surface layer of the coating. In a second step, electromagnetic radiation of a different, higher wavelength acts on the coating, with the result that crosslinking occurs over the entire thickness of the applied coating and the layer cures accordingly. In this way, in the surface layer caused by the thus-induced crosslinking a micro-folding, which is fixed by the subsequent curing of the entire layer. By suitable choice of the curing parameters can be produced in this way by means of a coating system both high gloss and matte surfaces. In the context of the present invention, the term "microfolding" is understood to mean the following phenomenon: the surface layer of a coating fluid applied in a first step becomes a skin-like layer, this means a layer with a
oberflächennahen härteren oder zäheren Anteil gehärtet. Bedingt durch den Schrumpf bei der Härtung zieht sich diese Oberflächenschicht bei der Härtung zusammen. Dadurch kommt es zu einer Strukturierung, welche bedingt, dass zumindest in einem Teilbereich der hardened harder or tougher near the surface. Due to the shrinkage during curing, this surface layer contracts during curing. This leads to a structuring, which requires that at least in a partial area of the
Beschichtungsoberfläche eine lokale Änderung der Beschichtungsdicke vorliegt, so dass die Dickenschwankungen mindestens im einstelligen Mikrometerbereich liegen. Insbesondere kann die Oberflächenschicht gefaltet vorliegen. In einem zweiten Schritt wird das aufgetragene Beschichtungsfluid über das gesamte Volumen ausgehärtet. Coating surface is a local change in the coating thickness, so that the thickness variations are at least in the single-digit micrometer range. In particular, the surface layer may be present folded. In a second step, the applied coating fluid is cured over the entire volume.
Als Quellen für monochromatische Strahlung, welche in der Lage ist, die Mikrofaltung durch Vernetzung der Oberflächenschicht hervorzurufen, finden dabei Excimer-Strahler Verwendung.
Insbesondere wird dabei monochromatische Strahlung der Wellenlängen 172 oder 222 nm verwendet. As sources of monochromatic radiation, which is able to cause the microstructure by crosslinking of the surface layer, find it excimer radiators use. In particular, monochromatic radiation of the wavelengths 172 or 222 nm is used.
Nachteilig an der Verwendung von Excimer-Strahlern für die Mikrofaltung ist allerdings, dass zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Mattierung die Bestrahlung unter Inertgasatmosphäre erfolgen muss, da die für radikalisch härtbare Beschichtungen bekannte Sauerstoffinhibierung die gewünschte Reaktion an der Oberfläche beeinträchtigt. So beschreibt beispielsweise die internationale Patentanmeldung WO 2007/068322 A1 eine Vorrichtung, welche zur Durchführung eines Verfahrens zu Mikrofaltung von UV-härtbaren Lacken geeignet ist, bei dem die A disadvantage of the use of excimer emitters for the microfolding, however, is that in order to ensure a uniform matting, the irradiation must be carried out under an inert gas atmosphere, since known for free-radically curable coatings oxygen inhibition impairs the desired reaction at the surface. For example, international patent application WO 2007/068322 A1 describes a device which is suitable for carrying out a method for microfolding of UV-curable coatings, in which the
Bestrahlungsbedingungen stabil bleiben. Dazu werden die Strahlquellen so ausgestaltet, dass eine stabile Inertgasatmosphäre gewährleistet ist und das Inertgas gleichzeitig zur Kühlung des Strahlers eingesetzt wird, so dass die Lebensdauer der Excimer-Lampen verlängert wird. Irradiation conditions remain stable. For this purpose, the beam sources are designed so that a stable inert gas atmosphere is ensured and the inert gas is used simultaneously for cooling the radiator, so that the life of the excimer lamps is extended.
Eine Weiterentwicklung der vorstehend genannten Verfahren beschreibt die europäische Patentanmeldung EP 2 418 091 A1. Hier wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem es lediglich in Teilbereichen der Lackoberfläche zu einer Mikrofaltung kommt, während in anderen Bereichen der Lackoberfläche eine glatte Oberfläche erhalten wird. Dazu wird die Lackoberfläche lediglich in den entsprechend ausgewählten Teilbereichen mit der zur Mikrofaltung notwendigen kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung beaufschlagt, wofür die Strahlquelle mit einer Schablone oder Maske versehen ist, so dass es lediglich zu der gewünschten lediglich partiellen Belichtung der Oberfläche kommt. Auf diese Weise wird eine Beschichtung erhalten, welche mindestens einen Bereich mit matter bzw. mikrogefalteter Oberfläche sowie mindestens einen Bereich mit glatter Oberfläche aufweist, wobei sich die Bereiche hinsichtlich ihrer Schichtdicke nicht oder nur unwesentlich unterscheiden. A further development of the aforementioned methods is described in European Patent Application EP 2 418 091 A1. Here, a method is described in which it comes only in some areas of the paint surface to a micro-mapping, while in other areas of the paint surface is obtained a smooth surface. For this purpose, the paint surface is acted upon only in the appropriately selected subregions with the necessary for micro-short-wave electromagnetic radiation, for which the beam source is provided with a template or mask, so that it comes only to the desired only partial exposure of the surface. In this way, a coating is obtained which has at least one area with a matt or micro-folded surface and at least one area with a smooth surface, wherein the areas do not differ or only insignificantly with regard to their layer thickness.
Auch für das in der EP 2 418 019 A1 beschrieben Verfahren wird dabei zur Erzeugung der Mikrofaltung Excimer-Strahlung verwendet. For the method described in EP 2 418 019 A1, too, excimer radiation is used to generate the micropositioning.
Der Mechanismus der in den vorstehend aufgeführten Schutzrechtsanmeldungen beschriebenen Mikrofaltung beruht auf der Kombination einer geringen Eindringtiefe der Strahlung und damit einer oberflächennahen Einwirkung mit der Eigenschaft des radikalisch härtbaren Systems, bei der Polymerisationsreaktion einem Härtungsschrumpf zu unterliegen. Durch diese beiden Effekte
wird ein auf noch flüssigem Beschichtungsmaterial schwimmender Film erzeugt, der sich durch den Härtungsschrumpf faltet. Bei dem jeweils nachträglich durchgeführten zweiten The mechanism of the microplating described in the abovementioned industrial property applications is based on the combination of a low penetration depth of the radiation and thus a near-surface action with the property of the free-radically curable system to undergo a curing shrinkage in the polymerization reaction. Through these two effects a film floating on still liquid coating material is produced, which folds through the hardening shrinkage. In the case subsequently carried out second
Härtungsschritt wird der noch flüssige Zwischenbereich ebenfalls gehärtet und verbindet sich mit dem Substrat und dem gefalteten Oberflächenfilm. Hardening step, the still liquid intermediate region is also cured and combines with the substrate and the folded surface film.
Die bekannten Verfahren zur Erzeugung von mikrogefalteten matten Oberflächen oder The known methods for the production of micro-folded matte surfaces or
Oberflächen, welche spezielle optische Effekte oder einen bestimmten tastsensorischen Eindruck aufweisen, weisen damit insgesamt den Nachteil auf, dass zur Erzeugung der mikrogefalteten Struktur notwendigerweise ein Excimer-Strahler zum Einsatz kommen muss. Selbst wenn, wie in der EP 2 418 019 A1 beschrieben möglicherweise auch Licht bis 300 nm zur Erzeugung der Mikrofaltung Verwendung finden könnte, so wird dennoch stets eine monochromatische Surfaces which have special optical effects or a certain tactile sensory impression thus have the overall disadvantage that an excimer radiator must necessarily be used to produce the micro-folded structure. Even if, as described in EP 2 418 019 A1, it would also be possible to use light of up to 300 nm to generate the microstructure, a monochromatic light will nevertheless always be used
Lichtquelle benötigt, welche weiterhin auch von der zweiten Lichtquelle verschieden ist, die für eine vollständige Durchhärtung der Beschichtung notwendig ist. Dies hat seine Ursache darin, dass die Excimer-Strahlung in Beschichtungslosungen bzw. Lacken stark absorbiert wird, sodass es lediglich zur Aushärtung eines dünnen Films, beispielsweise von nur wenigen Mikrometern Dicke, kommt. Sofern die Lackschicht insgesamt dicker ist, als es der Eindringtiefe der Required light source, which is also different from the second light source, which is necessary for complete curing of the coating. This is due to the fact that the excimer radiation is strongly absorbed in coating solutions or paints, so that it comes only to the curing of a thin film, for example, only a few micrometers in thickness. If the paint layer is thicker than the depth of penetration of the total
Laserstrahlung entspricht, ist daher für die Aushärtung der Lackschicht über deren gesamten Dicke die Verwendung eines zweiten Strahlers mit anderer Wellenlänge für diese Laser radiation corresponds, is therefore for the curing of the paint layer over the entire thickness of the use of a second radiator with a different wavelength for this
Volumenhärtung notwendig. Dies führt zu komplexen Verfahren mit großem apparativen Aufwand. Volume hardening necessary. This leads to complex procedures with a lot of equipment.
Somit besteht ein Bedarf an einem kostengünstigen, vereinfachten Verfahren zur Erzeugung von Oberflächeneffekten in Beschichtungen durch Mikrofaltung, insbesondere an Verfahren, mit welchen diese Oberflächeneffekte lediglich partiell in die Beschichtung eingebracht werden. Weiterhin sollen unterschiedliche optische und/oder tastsensorische Effekte in unterschiedlichen Bereichen einer Oberfläche einer Beschichtung erzielt werden. Thus, there is a need for a low-cost, simplified process for producing surface effects in coatings by micro-compaction, in particular for processes with which these surface effects are only partially introduced into the coating. Furthermore, different optical and / or tactile sensory effects are to be achieved in different areas of a surface of a coating.
Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur vereinfachten, kostengünstigen Mattierung von Lackoberflächen durch Mikrofaltung, insbesondere eines Verfahrens, mit dem lediglich Teilbereiche einer Oberfläche gezielt mattiert oder mit optischen oder tastsensorischen
Eigenschaften versehen werden können. In einer Weiterbildung der Erfindung sind dabei unterschiedliche Oberflächeneffekte in unterschiedlichen Bereichen einer Beschichtung adressierbar, wobei die Schichtdicke der Beschichtung zwischen den einzelnen Bereichen unterschiedlich sein kann. Object of the invention The object of the invention is to provide a method for simplified, low-cost matting of paint surfaces by micro-mingling, in particular a method with which only partial areas of a surface selectively matted or optical or tactile sensory Properties can be provided. In one development of the invention, different surface effects in different areas of a coating can be addressed, wherein the layer thickness of the coating between the individual areas can be different.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen Vorrichtungen zur Durchführung des Further aspects of the invention relate to devices for carrying out the
erfindungsgemäßen Verfahrens sowie solcherart hergestellte Erzeugnisse sowie method according to the invention and also products produced in this way and
Beschichtungsfluiden, welche einem solchen Verfahren zugänglich sind. Zusammenfassung der Erfindung Coating fluids which are amenable to such a process. Summary of the invention
Die Erfindung wird auf überraschend einfache Weise gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , Vorrichtungen nach den unabhängigen Ansprüchen 19 und 23 sowie ein Beschichtungsfluid nach Anspruch 24. Ein weiterer Aspekt betrifft auf diese Weise hergestellte Erzeugnisse mit mikrogefalteten Oberflächen nach Anspruch 29. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den jeweiligen Unteransprüchen. The invention is solved in a surprisingly simple manner by a method according to claim 1, devices according to independent claims 19 and 23, and a coating fluid according to claim 24. Another aspect relates to products with micro-folded surfaces according to claim 29 produced in this way. Preferred embodiments can be found in the respective subclaims.
Das Verfahren zur Erzeugung von Oberflächeneffekten in einer Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, umfasst die folgenden Schritte: The method for producing surface effects in a coating which is curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, comprises the following steps:
- In einem ersten Schritt erfolgt das Auftragen eines Beschichtungsfluids, beispielsweise eines Lackes, welcher radikalisch härtbar, insbesondere UV-härtbar, ist, auf eine Unterlage. Hierbei ist das Beschichtungsfluid so ausgestaltet, dass die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms sich von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet. In a first step, the application of a coating fluid, for example a lacquer which is free-radically curable, in particular UV-curable, is applied to a support. Here, the coating fluid is designed so that the reactivity at the surface of the applied coating film is specifically different from the reactivity in the volume of the applied coating film.
- In einem zweiten Schritt erfolgt das Bestrahlen der Beschichtung, wobei vorzugsweise UV-C-Strahlung mit einer Wellenlänge von 240 nm und mehr in die Oberflächenschicht der Beschichtung eingebracht wird. - In a second step, the irradiation of the coating takes place, wherein preferably UV-C radiation having a wavelength of 240 nm and more is introduced into the surface layer of the coating.
Das Verfahren beruht somit auf dem gleichen Prinzip der Mikrofaltung, wie sie auch durch Excimerstrahlung und anschließende Nachhärtung durch längerwellige UV-Strahlung oder
Elektronenstrahlung erreicht wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aber darin, dass die Oberflächenreaktivität gezielt unterschiedlich zur Volumenreaktivität eingestellt wird. Auf diese Weise gelingt es, mit längerwelligerer UV-Strahlung als der genannten Excimer- Strahlung, beispielsweise UV-C-Strahlung eines handelsüblichen Quecksilber- Mitteldruckstrahlers, eine Mikrofaltung an der Oberfläche zu erzeugten. Die gezielt The method is thus based on the same principle of microfolding, as well as by excimer radiation and subsequent post-curing by longer-wave UV radiation or Electron radiation is achieved. The advantage of the method according to the invention, however, is that the surface reactivity is deliberately set differently to the volume reactivity. In this way it is possible, with longer-wave UV radiation than the above-mentioned excimer radiation, for example UV-C radiation of a commercially available medium-pressure mercury radiator, to produce a microfilling on the surface. The targeted
unterschiedlich eingestellte Reaktivität der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms zu derjenigen des Volumens führt weiterhin dazu, dass der Effekt schichtdickenabhängig ist. So bleiben dünne Schichten im erfindungsgemäßen Prozess glänzend, wohingegen dickere Schichten mattiert werden. differently set reactivity of the surface of the applied coating film to that of the volume further leads to the effect being layer thickness-dependent. Thus, thin layers remain shiny in the process of the invention, whereas thicker layers are matted.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Härtungsreaktion der Oberfläche und des Volumens mit den in der Industrie üblichen Quecksilber- Mitteldruckstrahlern initiiert wird. Dadurch muss der Anwender keine zusätzlichen Investitionen tätigen oder Modifikationen an seiner Anlage vornehmen. Another advantage of the method according to the invention is that the curing reaction of the surface and the volume is initiated with the usual in the industry mercury medium-pressure lamps. As a result, the user does not have to make additional investments or make modifications to his system.
Der verfahrensgemäße Effekt beruht darauf, die Zusammensetzung des Beschichtungsfluids so anzupassen, dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt von der Reaktivität im Innern des aufgetragenen Beschichtungsfilms unterscheidet. Dies wird dadurch erzielt, dass dem Beschichtungsfluid zwei unterschiedliche Photoinitiatoren zugesetzt werden, welche unterschiedlich wirken, insbesondere in der Form, dass ein The effect according to the process is based on adapting the composition of the coating fluid such that the reactivity on the surface of the applied coating film differs specifically from the reactivity in the interior of the applied coating film. This is achieved by adding to the coating fluid two different photoinitiators which act differently, in particular in the form that a
Photoinitiator die Reaktivität in einer oberflächennahen Zone des aufgetragenen Photoinitiator the reactivity in a near-surface zone of the applied
Beschichtungsfilmes erhöht und ein weiterer Photoinitiator die Reaktivität im Inneren des aufgetragenen Beschichtungsfilmes heraufsetzt. Increases coating film and another photoinitiator increases the reactivity inside the applied coating film.
Bei Verfahren des Standes der Technik zur UV-Härtung werden zwar auch bisher schon Photoinitiatoren eingesetzt. Allerdings stellt sich bislang das Problem, dass bei einer In the prior art UV curing processes, photoinitiators have been used to date. However, so far the problem arises that at a
Prozessierung solcher UV-härtender Lacke bzw. Beschichtungsfluide unter Normalbedingungen, d.h. nicht unter Inertgas, die durch die Photoinitiatoren gestartete Kettenreaktion durch Sauerstoff inhibiert wird. Dies führt dazu, dass eine oberflächennahe Zone des aufgetragenen Processing of such UV-curing or coating fluids under normal conditions, i. not under inert gas, the chain reaction initiated by the photoinitiators is inhibited by oxygen. This causes a near-surface zone of the applied
Beschichtungsfilmes weniger aushärtet als dessen Volumen und entsprechend die Oberfläche
der Lackschicht nur eine geringe Härte aufweist oder gegebenenfalls noch vollständig flüssig vorliegt. Coating film hardens less than its volume and corresponding to the surface the lacquer layer has only a low hardness or possibly is still completely liquid.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, schlägt der Stand der Technik zwei Lösungen vor: To overcome these difficulties, the prior art proposes two solutions:
- Eine Prozessierung unter Inertbedingungen, um so das Problem der konkurrierenden Reaktion der gebildeten Radikale mit Sauerstoff zu vermeiden, oder - Processing under inert conditions, so as to avoid the problem of competing reaction of the radicals formed with oxygen, or
- Eine Erhöhung des Gehalts an Photoinitiator. Beide Lösungen weisen dabei Nachteile auf. So führt eine Aushärtung unter Inertbedingungen zu einem erhöhten apparativen Aufwand. Wird dagegen der Gehalt an Photoinitiator gesteigert, so erhöht sich gleichzeitig die Gefahr der Migration dieses Photoinitiators aus der ausgehärteten Beschichtung heraus, was besonders bei Lebensmittelverpackungen kritisch ist. Die erhöhte Migration ist darauf zurückzuführen, dass erfahrungsgemäß nicht der gesamte Photoinitiator umgesetzt wird, sondern immer auch nicht umgesetzte Bestandteile zurückbleiben. Da die eingesetzten Photoinitiatoren in der Regel kleine, bewegliche Moleküle darstellen, können diese im ausgehärteten Film verbliebenen Teilchen aus dem Film herausmigrieren und im Falle einer Verpackung auf das Inhaltsgut übergehen. Weiterhin ist auf diese Weise auch lediglich sichergestellt, dass oberflächennahe Zone und das Innere der aufgetragenen Lackschicht im Wesentlichen gleichmäßig gehärtet vorliegen, also die oberflächennahe Zone nahezu denselben Vernetzungsgrad aufweist wie im Inneren der Lackschicht. Eine stärkere und frühere Vernetzung der oberflächennahen Zone im Vergleich zum Inneren der Lackschicht, welche eine Mikrofaltung hervorruft, ist mit den vorgenannten Lösungen dagegen nicht möglich. - An increase in the content of photoinitiator. Both solutions have disadvantages. For example, curing under inert conditions leads to increased expenditure on equipment. If, on the other hand, the content of photoinitiator is increased, the risk of migration of this photoinitiator from the cured coating increases at the same time, which is particularly critical in the case of food packaging. The increased migration is due to the fact that experience has shown that not the entire photoinitiator is reacted, but always remain unreacted components. Since the photoinitiators used are usually small, mobile molecules, these particles remaining in the cured film can migrate out of the film and, in the case of packaging, pass over to the contents. Furthermore, in this way it is merely ensured that the near-surface zone and the interior of the applied lacquer layer are substantially uniformly cured, ie the near-surface zone has almost the same degree of crosslinking as in the interior of the lacquer layer. On the other hand, a stronger and earlier crosslinking of the near-surface zone compared to the interior of the lacquer layer, which causes a microfolding, is not possible with the abovementioned solutions.
Um eine frühere Aushärtung der oberflächennahen Zone des aufgetragenen Lackfilms zu erzielen, ist daher bislang der Einsatz eines Excimer-Strahlers notwendig. Die In order to achieve earlier curing of the near-surface zone of the applied paint film, so far the use of an excimer radiator is necessary. The
Oberflächenreaktion, welche unter Verwendung von Excimer-Strahlung zustande kommt, beruht darauf, dass durch diese Strahlung beispielsweise direkt die Reaktivität des zur Surface reaction, which is achieved using excimer radiation, based on the fact that by this radiation, for example, directly the reactivity of the
polymerisierenden Acrylatmonomers angesprochen wird. Allerdings nimmt die Absorption der Excimer-Strahlung mit zunehmender Eindringtiefe exponentiell ab, sodass auf diese Weise
lediglich die oberflächennahe Zone ausgehärtet werden kann. Für eine Reaktion im Inneren der aufgetragenen Lackschicht ist dagegen weiterhin die Bestrahlung mit UV-Licht höherer polymerizing acrylate monomer is addressed. However, the absorption of the excimer radiation decreases exponentially with increasing penetration depth, so that in this way only the near-surface zone can be cured. For a reaction in the interior of the applied lacquer layer, however, the irradiation with UV light continues to be higher
Wellenlänge notwendig. Somit ist mit den bekannten Verfahren des Standes der Technik, welche zweistufig unter Verwendung von Excimer-Strahlung sowie einer zweiten, Strahlquelle höherer Wellenlänge ablaufen, zwar eine gezielte Aushärtung der oberflächennahen Zone unter Wavelength necessary. Thus, with the known methods of the prior art, which take place in two stages using excimer radiation and a second, beam source of higher wavelength, although a targeted hardening of the near-surface zone under
Ausbildung von Mikrofaltung möglich. Wie vorstehend bereits beschrieben führen diese Training of microfolding possible. As already described above, these lead
Verfahren aber ebenfalls zu einem erhöhten apparativen Aufwand. Procedure but also to an increased expenditure on equipment.
Von den Verfahren des Standes der Technik unterscheidet sich das erfindungsgemäße Of the methods of the prior art, the invention differs
Verfahren somit auch dadurch, dass wesentliche energieärmere Strahlung als bislang für die Mikrofaltung der Oberflächenschicht der Beschichtung und somit für die Erzeugung von Process thus also by the fact that substantially lower energy radiation than hitherto for the microfilling of the surface layer of the coating and thus for the production of
Oberflächeneffekten notwendig ist. Beispielsweise ist UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 240 nm und mehr bereits ausreichend zur Erzeugung der Mikrofaltung, während bislang Excimer- Strahler mit den Wellenlängen 172 nm und 222 nm zum Einsatz kamen, wobei lediglich die Wellenlänge von 172 nm tauglich ist, ohne den Einsatz von Photoinitiatoren Radikale zu erzeugen. Solche aufwendigen Vorrichtungen werden im erfindungsgemäßen Verfahren nun nicht mehr benötigt. Vielmehr ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, andere Strahlquellen zu verwenden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Oberflächenschicht Dicken zwischen 10 nm und 1 μιπ Surface effects is necessary. For example, UV radiation with a wavelength of 240 nm and more is already sufficient for the production of the microfolding, while previously excimer emitters were used with the wavelengths 172 nm and 222 nm, with only the wavelength of 172 nm is suitable without the use from photoinitiators to generate radicals. Such complex devices are no longer needed in the process of the invention. Rather, it is possible with the method according to the invention to use other beam sources. According to one embodiment of the invention, the surface layer comprises thicknesses between 10 nm and 1 μm
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Bestrahlen zweischrittig in der Form, dass im ersten Schritt eine kleinere UV-Dosis eingestrahlt wird, die Mikrofaltung erzeugt, und in einem zweiten Schritt der Film vollständig durchgehärtet wird, wobei für beide Härtungsschritte längerwellige UV-Strahlung, beispielsweise diejenige eines UV-Mitteldruckstrahlers, verwendet wird. According to one embodiment of the invention, the irradiation is carried out in two steps in the form that in the first step a smaller UV dose is irradiated, the micro-generation generates, and in a second step, the film is completely through-hardened, for both curing steps longer-wave UV radiation, for example that of a medium pressure UV radiator is used.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es allerdings auch möglich, dass in einem Bestrahlungsschritt sowohl das Mikrofalten als auch das Durchhärten des Films erreicht werden. Hierfür ist das Beschichtungsmaterial entsprechend ausgestaltet, insbesondere, indem die Absorption von UV-Strahlung über die Schichtdicke des Beschichtungsmittels variiert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt sowohl die Erzeugung der Mikrofaltung in der Oberflächenschicht als auch das Bestrahlen zum Aushärten der Beschichtung jeweils mittels eines Quecksilber-Mitteldruckstrahlers. According to a further embodiment of the invention, however, it is also possible for both the micro-aging and the curing of the film to be achieved in an irradiation step. For this purpose, the coating material is designed accordingly, in particular by the absorption of UV radiation over the layer thickness of the coating agent varies. According to one embodiment of the invention, both the generation of the micro-cladding in the surface layer and the irradiation for curing the coating are effected in each case by means of a medium-pressure mercury radiator.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein, vorzugsweise derselbe Quecksilber- Mitteldruckstrahler sowohl für das Bestrahlen der Oberflächenschicht als auch für das Aushärten der Beschichtung. Dabei erfolgt die Anpassung der Dosis der UV-Strahlung durch das Einstellen der Leistung des Quecksilber-Mitteldruckstrahlers. In a further embodiment of the invention, a, preferably the same, medium pressure mercury radiator is used both for the irradiation of the surface layer and for the curing of the coating. In this case, the adjustment of the dose of UV radiation by adjusting the power of the medium-pressure mercury radiator takes place.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Beschichten in der Form erfolgen, dass ein Beschichtungsfilm erhalten wird, welcher in bestimmten Bereichen unterschiedliche Schichtdicken aufweist. In diesen Bereichen mit jeweils unterschiedlicher Schichtdicke können unterschiedliche Effekte erhalten werden. According to a further embodiment of the invention, the coating can be carried out in the form that a coating film is obtained, which has different layer thicknesses in certain areas. In these areas, each with different layer thickness different effects can be obtained.
Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die Haptik der Beschichtung von Bedeutung ist, beispielsweise, wenn bestimmte Bereiche der Beschichtung bereits durch Berührung erkennbar sein sollen. Auch ist es auf diese Weise vorteilhaft möglich, sehr reizvolle optische This is advantageous, for example, if the feel of the coating is important, for example, if certain areas of the coating should already be recognizable by contact. Also, it is advantageously possible in this way, very attractive optical
Ausgestaltungen eines beschichteten Erzeugnisses zu realisieren. To realize embodiments of a coated product.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Auftragen der Beschichtung lediglich auf Teilen der Unterlage, so dass mindestens ein Bereich der Unterlage unbeschichtet und mindestens ein anderer Bereich der Unterlage beschichtet vorliegen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Auftragen der Beschichtung über die gesamte Fläche der Unterlage, wobei weiterhin die Schichtdicke in verschiedenen Bereichen unterschiedlich sein kann. According to yet another embodiment of the invention, the application of the coating takes place only on parts of the substrate, so that at least one area of the substrate is uncoated and at least one other area of the substrate is coated. According to a further embodiment of the invention, the application of the coating takes place over the entire surface of the substrate, wherein furthermore the layer thickness can be different in different areas.
Bevorzugt erfolgt das Bestrahlen der Oberflächenschicht über die gesamte Fläche. Die The irradiation of the surface layer preferably takes place over the entire surface. The
Erzeugung von bereichsweise unterschiedlichen Effekten bezüglich Glanz und Haptik wird durch die vorherige Erzeugung unterschiedlicher Schichtdicken in den verschiedenen Bereichen erzielt. So wird in Bereichen von Schichtdicken zwischen 1 μιη und 10 μιη beispielsweise eine glatte
Oberfläche ohne Mikrofaltung erhalten, wohingegen in Bereichen mit Schichtdicken oberhalb von 12 μιη die Mikrofaltung erfolgt. Generation of locally different effects in terms of gloss and feel is achieved by the previous generation of different layer thicknesses in the different areas. Thus, in areas of layer thicknesses between 1 μιη and 10 μιη example, a smooth Surface obtained without micro-conditioning, whereas in areas with layer thicknesses above 12 μιη the micro-folding takes place.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Bestrahlen in mindestens einem Teilbereich so, dass lediglich in diesem so behandelten Teilbereich Oberflächeneffekte infolge von According to a further embodiment, the irradiation takes place in at least one subarea in such a way that only in this subarea treated in this way are surface effects due to
Mikrofaltung erzielt werden, während in dem mindestens einen nicht behandelten Teilbereich der Oberfläche eine glatte, nicht mikrogefaltete Oberfläche vorliegt. In the at least one untreated portion of the surface there is a smooth, non-micro-folded surface.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das lediglich lokale Bestrahlen der Oberflächenschicht zur Mikrofaltung in mindestens einem Teilbereich durch eine Maske oder eine Schablone, welche Bereiche des Strahlers abschattet, oder mittels eines ortsaufgelösten Abrasterns der Beschichtungsoberfläche. According to a preferred embodiment of the invention, the only local irradiation of the surface layer for microfilling takes place in at least one subregion through a mask or stencil which shades regions of the emitter, or by means of a spatially resolved scanning of the coating surface.
Bevorzugt erfolgt das Abrastern scannend, indem zeilenweise die Oberfläche überfahren wird und weiterhin die Zeile in einzelne Bildpunkte oder Pixel unterteilt ist und jede Zeile jeweils einem Vorschub des Scankopfes zugeordnet ist. Preferably, the scanning is carried out by scanning the surface line by line and further the line is divided into individual pixels or pixels and each line is associated with each feed of the scan head.
Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen verschiedene According to yet another embodiment of the invention are various
Oberflächeneffekte in verschiedenen Teilbereichen der Beschichtung vor. Surface effects in different areas of the coating before.
Bevorzugt erfolgt die Bestrahlung durch UV-Strahlung unter Inertgasatmosphäre, bevorzugt Stickstoffatmosphäre. Dabei ist bevorzugt der Restsauerstoffgehalt kleiner als 5000 ppm, besonders bevorzugt kleiner als 1000 ppm oder ganz besonders bevorzugt kleiner als 500 ppm. Bevorzugt erfolgt das Auftragen des Beschichtungsfluids mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise mittels Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, Tampondruck oder Inkjet-Druck, oder durch Walzen, Fluten, Rakeln, Gießen, beispielsweise Vorhang- oder Schlitzgießen, Tauchen Spritzen und/oder Schleudern. Besonders bevorzugt wird die Beschichtungsmittels Inkjet-Technologie vorgenommen. Mit diesem Verfahren ist es besonders einfach, unterschiedliche Schichtdicke des The irradiation is preferably carried out by UV radiation under an inert gas atmosphere, preferably a nitrogen atmosphere. In this case, the residual oxygen content is preferably less than 5000 ppm, particularly preferably less than 1000 ppm or very particularly preferably less than 500 ppm. Preferably, the application of the coating fluid by means of a printing process, for example by gravure, flexographic printing, screen printing, pad printing or inkjet printing, or by rolling, flooding, knife coating, casting, such as curtain or slot casting, dipping spraying and / or spin. Particularly preferably, the coating agent inkjet technology is made. With this method, it is particularly easy to different layer thickness of
Beschichtungsmaterials in verschiedenen Bereichen auf der Oberfläche in einem Durchgang zu
erzeugen. Beispielsweise kann hier auch durch entsprechende Rasterung und dem Auftrag nur sehr geringer Schichtdicken, bevorzugt von weniger als 2 μιη, sowie unter Beachtung, dass die aufgebrachten Tröpfchen nicht zusammenlaufen, ein Beschichtungsauftrag mit matter Oberfläche erfolgen. In Bereichen mit Schichtdicken, in denen die Tropfen sich zu einem Film verbinden, die Schichtdicke jedoch unterhalb einer kritischen Schwelle liegt, erscheint die Oberfläche glänzend und in Bereichen oberhalb dieser kritischen Schwelle wird durch die Mikrofaltung wiederum ein Matteffekt erzielt. Gleichzeitig besitzen alle diese drei unterschiedlichen Bereiche eine unterschiedliche Haptik. Die Haptik unterscheidet sich nicht nur durch die unterschiedlichen Schichtdicken (Reliefeffekt, Braille-Strukturen, Ersatz von Blindprägungen durch Lackauftrag), sondern auch durch einen veränderten Reibungswiderstand der unterschiedlichen Bereiche. Mikrogefaltete Bereiche zeichnen sich beispielsweise durch einen sehr geringen Coating material in different areas on the surface in one pass too produce. For example, here by appropriate screening and the order only very small layer thicknesses, preferably less than 2 μιη, and taking into account that the applied droplets do not converge, take place a coating order with matte surface. In areas with layer thicknesses in which the drops combine to form a film but the layer thickness is below a critical threshold, the surface appears shiny and in areas above this critical threshold a matte effect is again achieved by the microstructure. At the same time, all these three different areas have a different feel. The haptic is not only differentiated by the different layer thicknesses (relief effect, Braille structures, replacement of blind embossing by coating application), but also by a changed frictional resistance of the different areas. Micro-folded areas are characterized, for example, by a very small amount
Reibungswiderstand aus, wohingegen sehr glatte Bereiche beim Drüberfahren mit der Hand fast klebrig wirken können. Sehr dünne Mattstrukturen hingegen besitzen wiederum einen kleinen Reibungswiderstand, fühlen sich aber im Unterschied zu den Bereichen mit einer Mikrofaltung eher rau an, wohingegen mikrogefaltete Bereich sich sehr glatt und weich anfühlen. Friction resistance, whereas very smooth areas can be almost sticky when passing by hand. In contrast, very thin matte structures, in turn, have a low frictional resistance, but, in contrast to the areas with a microplate, are rather rough, whereas microfolded areas feel very smooth and soft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt der Glanzgrad der Beschichtung bei einem Betrachtungswinkel gemäß DIN EN ISO 2813 in den Bereichen, in welchen ein Belichten der Oberflächenschicht zur Mikrofaltung erfolgt, nach erfolgter Härtung der gesamten Schicht zwischen 0,1 GE und 80 GE. Bevorzugt beträgt der Glanzgrad zwischen 0,1 GE und 50 GE, besonders bevorzugt zwischen 0,1 GE und 20 GE und ganz besonders bevorzugt zwischen 0,1 GE und 10 GE, wobei dieser Glanzgrad entsprechend der DIN EN ISO 2813 ermittelt ist. According to a further embodiment of the invention, the degree of gloss of the coating at a viewing angle according to DIN EN ISO 2813 in the areas in which exposure of the surface layer for microplating takes place after hardening of the entire layer is between 0.1 GE and 80 GE. The degree of gloss is preferably between 0.1 GE and 50 GE, more preferably between 0.1 GE and 20 GE and most preferably between 0.1 GE and 10 GE, this gloss level being determined in accordance with DIN EN ISO 2813.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Aushärten von Beschichtungsfluiden, beispielsweise Lacken, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV- Strahlung, härtbar sind. Dabei vollzieht sich das Aushärten in zwei Schritten und weiterhin ist die mittels der Vorrichtung zum Aushärten in die Beschichtung eingebrachte Leistung so eingestellt, dass in einem ersten Schritt nur die Oberflächenschicht der Beschichtung behandelt wird, und in einem zweiten Schritt die Beschichtung über die gesamte Schicht aushärtbar ist. The invention further relates to a device for curing coating fluids, for example paints, which are curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation. The curing takes place in two steps and, furthermore, the power introduced into the coating by means of the curing device is adjusted so that in a first step only the surface layer of the coating is treated, and in a second step the coating can be cured over the entire layer is.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung zum Aushärten einen Quecksilber-Mitteldruckstrahler.
Eine mögliche Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Gestaltung der Härtungseinrichtung so, dass über die Mikrofaltung mittels Excimer-Strahlern die Aushärtung unter Preferably, the curing device comprises a medium pressure mercury radiator. A possible embodiment of the invention includes the design of the curing device so that the curing by means of excimer emitters under the curing
Inertgasatmosphäre erfolgt. Das Inertgas ist bevorzugt Stickstoff. Die Inertgasatmosphäre kann helfen, bei weniger gut geeigneten Beschichtungslösungen die Mikrofaltung zu unterstützen, da die oben genannte Sauerstoffinhibierung auch bei geeigneter Formulierung die Reaktion an der Oberfläche beeinträchtigt. Wird unter Inertgas diese Beeinträchtigung verringert, kann die Oberflächenreaktion effizienter ablaufen und so die Mikrofaltung unterstützt werden. Inertgasatmosphäre takes place. The inert gas is preferably nitrogen. The inert gas atmosphere may help to aid in less well suited coating solutions since the abovementioned oxygen inhibition, even with appropriate formulation, interferes with the reaction at the surface. If this impairment is reduced under inert gas, the surface reaction can proceed more efficiently and thus the micro-folding can be supported.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zum Aushärten der Schicht so ausgebildet, dass zunächst lediglich in einem Teilbereich der Beschichtung die According to one embodiment of the invention, the device for curing the layer is formed such that initially only in a partial region of the coating
Oberflächenschicht belichtet wird und weiterhin das Aushärten der Beschichtung über die gesamte Fläche der Beschichtung erfolgt. Auf diese Weise liegt lediglich mindestens ein Teilbereich der Beschichtung mit einer Mikrofaltung der Oberfläche vor, während mindestens ein anderer Bereich der Beschichtung eine nicht mikrogefaltete, glatte Oberfläche aufweist. Surface layer is exposed and continue the curing of the coating over the entire surface of the coating takes place. In this way, only at least one subregion of the coating is present with a micro-clipping of the surface, while at least one other region of the coating has a non-micro-folded, smooth surface.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein informatisches Mittel zur Steuerung des Aushärtens der Beschichtung. Insbesondere ist das informatische Mittel so ausgebildet, dass es die Leistung, die Dosis und/oder den Ort der Aushärtung bestimmt. Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung vonPreferably, the apparatus comprises a computerized means for controlling the curing of the coating. In particular, the informatic means is designed to determine the performance, dose and / or location of the cure. Yet another aspect of the invention relates to an apparatus for generating
Oberflächeneffekten auf zumindest einem Teilbereich einer mit einer Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, beschichteten Unterlage, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aushärten von Beschichtungsfluiden wie vorstehend beschrieben umfasst. Die Vorrichtung umfasst : Surface effects on at least a portion of a coated with a coating which is curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, coated base, which comprises a device according to the invention for curing coating fluids as described above. The device comprises:
- Vorzugsweise eine Vorrichtung zur Aufnahme der Unterlage, Preferably a device for receiving the base,
- ein Mittel zum Transport der Unterlage zwischen den einzelnen Arbeitsstationen, a means for transporting the support between the individual workstations,
- eine Vorrichtung zum Aufbringen des Beschichtungsfluids auf die Unterlage, wobei die Vorrichtung dergestalt ausgestaltet sein kann, dass das Beschichtungsfluid über den gesamten Bereich Oberfläche der der Unterlage oder nur über einen Teilbereich derselben aufgetragen wird,
- eine Vorrichtung (6) zum Aushärten der Beschichtung, wobei sich das Aushärten in zwei Schritten vollzieht und die mittels der Vorrichtung zum Aushärten in die Beschichtung eingebrachte Leistung vorzugsweise so einstellbar ist, dass in einem ersten Schritt nur die Oberflächenschicht der Beschichtung behandelt wird, wobei die Oberflächenschicht vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 nm und 1 μιη aufweist, und in einem zweiten Schritt die Beschichtung über die gesamte Dicke aushärtbar ist, a device for applying the coating fluid to the substrate, wherein the device may be designed in such a way that the coating fluid is applied over the entire area of the surface of the substrate or only over a partial area thereof, - A device (6) for curing the coating, wherein the curing takes place in two steps and the introduced by means of the curing device in the coating power is preferably adjustable so that in a first step, only the surface layer of the coating is treated the surface layer preferably has a thickness between 10 nm and 1 μm, and in a second step the coating can be cured over the entire thickness,
- vorzugsweise eine Vorrichtung zur Entnahme der Unterlage, sowie - Preferably, a device for removing the pad, as well
- vorzugsweise eine Anlagensteuerung, beispielsweise in Form eines informatischen Mittels wie beispielsweise eines Computers, zur Steuerung der Arbeitsschritte der Anlage, welches die Parameter über alle Verfahrensschritte steuert und deren - Preferably a system control, for example in the form of an informational means such as a computer, for controlling the operations of the system, which controls the parameters on all process steps and their
Zusammenwirken sicherstellt. Ensuring interaction.
Die Anlagensteuerung umfasst bevorzugt auch ein Mittel, um Parameter in einem informatischen Format, welches in der Druckindustrie allgemein verwendet wird, beispielsweise JDF (Job Definition Format) auszulesen und in Verfahrensschritte umzusetzen. Beispielhaft kann ein solches Mittel eine auf einem Speicher abgelegte Parametrisierungsdatei umfassen. The plant controller also preferably includes means to read out parameters in an informational format commonly used in the printing industry, for example JDF (Job Definition Format), and to translate them into process steps. By way of example, such a means may comprise a parameterization file stored in a memory.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung zumindest jeweils einen Sensor sowie einen Encoder und Aktoren, um die jeweiligen Verfahrensschritte sensorisch zu erfassen und gesteuert durch den Computer mittels entsprechender Aktoren jeweils umzusetzen. According to a further embodiment of the invention, the device comprises at least one sensor as well as an encoder and actuators in order to detect the respective method steps by sensors and to implement them in a controlled manner by the computer by means of corresponding actuators.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Beschichtungsfluid, geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei handelt es sich um ein Yet another aspect of the invention relates to a coating fluid suitable for carrying out the method according to the invention. This is a
Beschichtungsfluid, welches durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV- Strahlung, härtbar, insbesondere durch radikalische Polymerisierung, sowie einem Coating fluid which curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, in particular by free-radical polymerization, and a
Mikrofaltungsprozess zugänglich ist. Dabei erfolgt die Mikrofaltung durch Bestrahlung der Oberflächenschicht einer aufgebrachten Beschichtung, beispielsweise durch Bestrahlung mit UV- C-Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 240 nm.
Allgemein weist ein Beschichtungsfluid, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, eine Zusammensetzung auf, bei welchen 100 Teile eines flüssigen Bindemittels auf 13 Teile eines Gemischs von Photoinitiatoren und/oder Vernetzungsmitteln und/oder Aktivatoren für die Aushärtung kommen. Micro-folding process is accessible. The microfolding is carried out by irradiation of the surface layer of an applied coating, for example by irradiation with UV-C radiation having a wavelength of more than 240 nm. Generally, a coating fluid suitable for carrying out the process of the present invention comprises a composition in which 100 parts of a liquid binder comes to 13 parts of a mixture of photoinitiators and / or crosslinking agents and / or activators for curing.
Als Photoinitiatoren werden hierbei im Rahmen der vorliegenden Erfindung Stoffe verstanden, welche durch Absorption von Licht, insbesondere von UV-Licht, zerfallen und so reaktive Spezies bilden, beispielsweise Radikale oder Kationen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden Photoinitiatoren eingesetzt, welche Radikale bilden. In the context of the present invention, photoinitiators are substances which decompose by absorption of light, in particular UV light, and thus form reactive species, for example radicals or cations. According to one embodiment of the invention, photoinitiators are used which form radicals.
Als Vernetzungsmittel und/oder Aktivatoren werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Stoffe verstanden, welche Polymerisationsreaktionen besonders effizient gestalten, Crosslinking agents and / or activators are understood in the context of the present invention to be substances which make polymerization reactions particularly efficient.
beispielsweise, indem sie geeignet sind, besonders effektive Startradikale zu bilden. Ein anderes Beispiel für eine Effizienzerhöhung ist die Transferierung eines durch Sauerstoffinhibierung inaktiven Radikals in ein erneutes Startradikal. Im Rahmen dieser Offenbarung ist der Aktivator jeweils auch ein Synergist und kann auch als solcher bezeichnet werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als Vernetzungsmittel bzw. Aktivator mindestens ein tertiäres Amin eingesetzt. Bevorzugt erfolgt dies gemäß einer weiteren for example, by being able to form particularly effective starting radicals. Another example of an increase in efficiency is the transfer of an oxygen-inactive radical into a re-start radical. In the context of this disclosure, the activator is also a synergist in each case and can also be referred to as such. According to one embodiment of the invention, at least one tertiary amine is used as crosslinking agent or activator. This is preferably done according to another
Ausführungsform der Erfindung dann, wenn als Photoinitiator ein sogenannter Typ II- Photoinitiator verwendet wird. Bei einem Typ Il-Photoinitiator werden Radikale gebildet, indem der Photoinitiator, beispielsweise Benzophenon, einem benachbarten Molekül ein Embodiment of the invention, when a so-called type II photoinitiator is used as the photoinitiator. In a type II photoinitiator, radicals are formed by the photoinitiator, for example benzophenone, an adjacent molecule
Wasserstoffatom entzieht. Demgegenüber bilden sich bei Typ-I-Photoinitiatoren die Radikale direkt durch den Zerfall des Initiator-Moleküls. Ein Beispiel für einen Typ-I-Photoinitiator ist unter den Handelsnamen Irgacure 1173 bzw. Darocur 1173 erhältlich und umfasst 1 -phenyl-2-hydroxy- 2-methyl-1-Propanon. Bevorzugt wird ein Bindemittel auf Acrylatbasis eingesetzt.
Weiterhin bevorzugt ist das Gemisch aus Photoinitiatoren und/oder Vernetzungsmitteln und/oder Aktivatoren so zusammengesetzt, dass ein Teil eines Photoinitiators vom Typ 1, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II und 6 Teile eines Aktivators zugesetzt werden. Der Synergist (oder auch Aktivator) bewirkt jeweils zusammen mit Typ-I I-Photoinitiatoren eine Überwindung der Sauerstoffinhibierung und wird insbesondere bei der Vernetzung unter atmosphärischen Bedingungen eingesetzt, um eine Oberflächenreaktivität zu ermöglichen und/oder zu verstärken. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Beschichtungsfluid folgende Hydrogen atom withdraws. In contrast, in type I photoinitiators, the radicals are formed directly by the decomposition of the initiator molecule. An example of a type I photoinitiator is available under the trade names Irgacure 1173 and Darocur 1173, respectively, and includes 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-propanone. Preferably, an acrylate-based binder is used. Further preferably, the mixture of photoinitiators and / or crosslinking agents and / or activators is composed so that one part of a type 1 photoinitiator, 6 parts of a type II photoinitiator and 6 parts of an activator are added. The synergist (or activator), together with Type I I photoinitiators, each overcome oxygen inhibition and are particularly useful in crosslinking under atmospheric conditions to facilitate and / or enhance surface reactivity. According to one embodiment of the invention, the coating fluid has the following
Zusammensetzung auf: Composition on:
40 Teile HDDA (Hexandioldiacrylat) 40 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
10 Teile TMPTA (Trimethylolpropantriacrylat) 10 parts of TMPTA (trimethylolpropane triacrylate)
50 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat) 50 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teile N-Methyldiethanolamin 6 parts of N-methyldiethanolamine
Dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1- Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile eines Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittelgemischs (hier umfassend HDDA, TMPTA sowie DPGDA) verwendet werden. Durch Veränderung der Anteile des Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden. Der Begriff Teile bezeichnet im Rahmen dieser Offenbarung jeweils Gewichtsanteile.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Beschichtungsfluid folgende Zusammensetzung auf: The fact that the reactivity at the surface of the applied coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film is thus achieved by dissolving 1 part of a type I photoinitiator, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1. Propanone, 6 parts of a photoinitiator type II, here benzophenone, and 6 parts of an activator, here N-methyldiethanolamine, are used per 100 parts of a liquid binder mixture (here comprising HDDA, TMPTA and DPGDA). By varying the proportions of the Type I photoinitiator relative to the proportions of the Type II photoinitiator, further targeted discrimination of the reactivity at the surface of the coated coating film can be achieved from the reactivity in the volume of coating film applied. The term parts in the context of this disclosure in each case by weight. According to a further embodiment of the invention, the coating fluid has the following composition:
80 Teile HDDA (Hexandioldiacrylat) 80 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
20 Teile TMPTA (Trimethylolpropantriacrylat) 20 parts of TMPTA (trimethylolpropane triacrylate)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teile N-Methyldiethanolamin Dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der6 parts N-methyldiethanolamine That the reactivity at the surface of the applied coating film of the
Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1- Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile eines Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittelgemischs (hier umfassend HDDA und TMPTA) verwendet werden und im Unterschied zum vorigen Beispiel eine höherreaktive Bindemittelmischung eingesetzt wird. Durch Veränderung der Anteile des Reactivity specifically differentiated in the volume of the applied coating film is thus achieved in that 1 part of a photoinitiator of type I, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-propanone, 6 parts of a photoinitiator type II, here benzophenone , and 6 parts of an activator, here N-methyldiethanolamine, are used per 100 parts of a liquid binder mixture (here comprising HDDA and TMPTA) and in contrast to the previous example, a more reactive binder mixture is used. By changing the proportions of the
Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Type I photoinitiators relative to the proportions of the type II photoinitiator may further target the reactivity at the surface of the coated photoinitiator
Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden. Coating film can be achieved by the reactivity in the volume of the applied coating film.
Ein weiteres Beispiel eines Erzeugnisses, das mittels der Strahlung eines Quecksilber- Mitteldruckstrahlers mit einer Mikrofaltung versehen werden kann, wird mit folgender Another example of a product that can be microfilled by means of the radiation of a medium pressure mercury radiator is described below
Formulierung beschichtet: Formulation coated:
100 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat) 100 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teile N-Methyldiethanolamin 6 parts of N-methyldiethanolamine
Dass sich die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit
dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1- Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile eines Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittels (hier umfassend DPGDA) verwendet werden. Das eingesetzte DPGDA als difunktionelles Bindemittel bildet einer relativ weichen Film. Der Volumenschrumpf ist gegenüber TMPTA-haltigen Thus, the reactivity at the surface of the coated coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film achieved in that 1 part of a photoinitiator of type I, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1-propanone, 6 parts of a photoinitiator type II, here benzophenone, and 6 parts of an activator, here N-methyldiethanolamine , to 100 parts of a liquid binder (here comprising DPGDA) can be used. The DPGDA used as difunctional binder forms a relatively soft film. The volume shrinkage is compared with TMPTA-containing
Formulierungen weniger ausgeprägt. Durch Veränderung der Anteile des Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden. Formulations less pronounced. By varying the proportions of the Type I photoinitiator relative to the proportions of the Type II photoinitiator, further targeted discrimination of the reactivity at the surface of the coated coating film can be achieved from the reactivity in the volume of coating film applied.
In einer weiteren Ausführungsform gelingt die Mikrofaltung in nur einem Aushärtungsschritt. Hierfür müssen der Beschichtungsformulierung beispielsweise elastische aliphatische In a further embodiment, the microfolding succeeds in only one curing step. For this purpose, the coating formulation, for example, elastic aliphatic
Urethanacrylate zugegeben werden. Eine sehr gute Reaktivität bei gleichzeitig sehr Urethane acrylates are added. A very good reactivity at the same time very much
ausgeprägtem Effekt wird mit folgender Formulierung erzielt: pronounced effect is achieved with the following formulation:
80 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat) 80 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
20 Teile Ebecryl 4491 von Allnex 20 parts of Ebecryl 4491 from Allnex
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teile N-Methyldiethanolamin 6 parts of N-methyldiethanolamine
Dass die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms sich von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, wird somit dadurch erreicht, dass 1 Teil eines Photoinitiators vom Typ I, hier 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1- Propanon, 6 Teile eines Photoinitiators vom Typ II, hier Benzophenon, sowie 6 Teile einesThe fact that the reactivity at the surface of the applied coating film specifically differs from the reactivity in the volume of the applied coating film is thus achieved by dissolving 1 part of a type I photoinitiator, here 1-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-1. Propanone, 6 parts of a type II photoinitiator, here benzophenone, and 6 parts of a
Aktivators, hier N-Methyldiethanolamin, auf 100 Teile eines flüssigen Bindemittelgemischs (hier umfassend DPGDA und Ebecryl 4491) verwendet werden. Durch Veränderung der Anteile des Photoinitiators vom Typ I relativ zu den Anteilen des Photoinitiators vom Typ II können weitere gezielte Unterscheidungen der Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Activator, here N-methyldiethanolamine, to 100 parts of a liquid binder mixture (here comprising DPGDA and Ebecryl 4491) can be used. By altering the proportions of the Type I photoinitiator relative to the proportions of the Type II photoinitiator, further targeted discrimination of reactivity at the surface of the coated one may be made
Beschichtungsfilms von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms erreicht werden.
Auch mit AC Resin 250 der BASF können gleichartige Effekte erzielt werden. Coating film can be achieved by the reactivity in the volume of the applied coating film. Even with AC Resin 250 from BASF similar effects can be achieved.
Bei allen erwähnten Formulierungen handelt es sich um Grundformulierungen, die für die Erreichung einer Verarbeitbarkeit noch mit entsprechenden Verlaufs- und Benetzungsadditiven ergänzt werden können. Diese Additivierung hat auf die Erzielung der gewünschten Effekte aber keinen Einfluss. Außerdem ist für die Erzielung der Mikrofaltung eine Schichtdicke von mindestens 12 μιη notwendig. In einem Bereich zwischen 10 und 12 m wird die Mikrofaltung nur unregelmäßig ausgebildet (s. Abbildung 1). Unterhalb von 10 μιη bleibt die Oberfläche jeweils glänzend. All of the formulations mentioned are basic formulations which, in order to achieve processability, can be supplemented with corresponding flow and wetting additives. However, this additive has no influence on the achievement of the desired effects. In addition, a layer thickness of at least 12 μm is necessary for achieving the microfolding. In a range between 10 and 12 m, the microfolding is formed only irregularly (see Figure 1). Below 10 μιη the surface each remains shiny.
Die vorgenannten Formulierungen zeichnen sich alle durch eine sehr niedrige The above formulations are all characterized by a very low
Verarbeitungsviskosität (von 70 - 120 s im DIN 2 Auslaufbecher) aus, die ihren Einsatz in Inkjet- Druckköpfen erlaubt. Hierbei kann vorteilhafterweise ein Verfahren eingesetzt werden, das die gleichzeitige Erzeugung von Bereichen stark unterschiedlicher Schichtdicken erlaubt. Processing viscosity (from 70 - 120 s in the DIN 2 flow cup), which allows their use in inkjet printheads. In this case, advantageously, a method can be used which allows the simultaneous generation of areas of greatly varying layer thicknesses.
Der Effekt der Mikrofaltung ist jedoch in keiner Weise von der Viskosität abhängig. Es ist auch möglich, sehr viel höherviskose Formulierungen zu erzeugen, die mit anderen Verfahren aufgebracht werden können. Wichtig ist es, eine relativ höhere Reaktivität an der Oberfläche als im Volumen zu erhalten. Die eingesetzten Photoinitiatoren müssen hierbei ihr However, the effect of microfiltration is in no way dependent on the viscosity. It is also possible to produce much higher viscosity formulations that can be applied by other methods. It is important to obtain a relatively higher reactivity at the surface than in the volume. The photoinitiators used must be hers
Absorptionsmaximum im UV-C-Bereich aufweisen. Have absorption maximum in the UV-C range.
Der Effekt der Mikrofaltung kann verhindert werden, wenn man der Formulierung höhere The effect of microfolding can be prevented by increasing the formulation
Konzentrationen von Photoinitiatoren für die Volumenhärtung zusetzt (z.B. > 2% Irgacure 1173 bei sonst gleichen Konzentrationen von Photoinitiatoren und Koinitiatoren in der Formulierung können den Effekt verhindern). Das gleiche gilt, wenn für die Volumenhärtung Photoinitiatoren mit höherer Absorptionswellenlänge in geeigneten Konzentrationen eingesetzt werden. So kann auch durch Zugabe von 1 % TPO (Triphenylphosphinoxid) in die obengenannten Formulierungen die Mikrofaltung verhindert werden. Die Prozentangaben beziehen sich jeweils auf Gewichtsprozent. Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Erzeugnis, welches aus einer Unterlage sowie einer darauf aufgebrachten Beschichtung besteht. Dabei weist die Beschichtung
mindestens in einem Teilbereich eine Oberflächenschicht mit einer Mikrofaltung auf und wird die Beschichtung gebildet aus Concentrations of photoinitiators for volume hardening are added (eg> 2% Irgacure 1173 with otherwise equal concentrations of photoinitiators and coinitiators in the formulation can prevent the effect). The same applies if, for volume hardening, photoinitiators with a higher absorption wavelength are used in suitable concentrations. Thus, by adding 1% TPO (triphenylphosphine oxide) in the above-mentioned formulations, the micro-folding can be prevented. The percentages in each case relate to percent by weight. Yet another aspect of the invention relates to a product which consists of a backing and a coating applied thereto. This shows the coating at least in a partial area on a surface layer with a microcold on and the coating is formed from
40 Teilen HDDA (Hexandioldiacrylat) 40 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
10 Teilen TMPTA (Trimethylolpropantnacrylat) 10 parts TMPTA (trimethylolpropane acrylate)
50 Teilen DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat) 50 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teilen Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teilen N-Methyldiethanolamin und/oder 6 parts of N-methyldiethanolamine and / or
80 Teile HDDA (Hexandioldiacrylat) 80 parts HDDA (hexanediol diacrylate)
20 Teile TMPTA (Trimethylolpropantnacrylat) 20 parts TMPTA (trimethylolpropane acrylate)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teile N-Methyldiethanolamin und/oder 6 parts of N-methyldiethanolamine and / or
100 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat) 100 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teile N-Methyldiethanolamin und/oder 6 parts of N-methyldiethanolamine and / or
80 Teile DPGDA (Dipropylenglycoldiacrylat) 80 parts DPGDA (dipropylene glycol diacrylate)
20 Teile Ebecryl 4491 von Allnex 20 parts of Ebecryl 4491 from Allnex
1 Teil Irgacure 1173 (oder Darocur 1173) 1 part Irgacure 1173 (or Darocur 1173)
6 Teile Benzophenon 6 parts benzophenone
6 Teile N-Methyldiethanolamin.
Geeignete Substratmaterialien als Unterlage für die Beschichtung können übliche in der graphischen Industrie eingesetzte Materialien sein wie z.B. Papier, Karton, laminiertes Papier oder laminierter Karton, Kunststofffolien sowie Wellpappesubstrate. Für die Laminierung werden bevorzugt Polyolefinfolien aber auch PET-, Acetat- und ähnliche Folien eingesetzt. 6 parts of N-methyldiethanolamine. Suitable substrate materials for backing the coating may be conventional materials used in the graphic arts industry, such as paper, paperboard, laminated paper or laminated paperboard, plastic films, and corrugated board substrates. Polyolefin films but also PET, acetate and similar films are preferably used for the lamination.
Gerade die Veränderung der Haptik durch die Mikrofaltung, die durch die Verhinderung des sogenannten Glasplatteneffekts beispielsweise eine Verringerung der Gleitreibung bewirken kann, macht das Verfahren aber auch für gänzlich andersartige Anwendungen außerhalb der graphischen Industrie interessant. Hierzu zählen Beschichtungen mit geringem Especially the change in haptics by the micro-folding, which can cause a reduction of the sliding friction by preventing the so-called glass plate effect, makes the method but also for completely different applications outside the graphic industry interesting. These include coatings with low
Reibungswiderstand für die Luftfahrt aber auch für Wasserfahrzeuge. Auch die Anhaftung von Schmutz, Kalk und Bakterien auf solchen Oberflächen ist gegenüber glatten Flächen verringert. Friction resistance for aviation but also for watercraft. The adhesion of dirt, lime and bacteria on such surfaces is reduced compared to smooth surfaces.
Die Mikrofaltung in Kombination mit speziell flexiblen oder sogar elastischen Bindemitteln kann für die Erzeugung von sogenannten Soft-Touch-Lackoberflächen eingesetzt werden. The micro-folding in combination with specially flexible or even elastic binders can be used for the production of so-called soft-touch paint surfaces.
Weiterhin bevorzugt beträgt der Glanzgrad in dem mindestens einen Bereich, welcher eine Mikrofaltung aufweist, zwischen 0,1 und 80 GE, bevorzugt zwischen 0,1 GE und 50 GE, besonders bevorzugt zwischen 0,1 GE und 20 GE und ganz besonders bevorzugt zwischen 0,1 GE und 10 GE, bei einem Betrachtungswinkel gemäß DIN EN ISO 2813 beträgt. Further preferably, the degree of gloss in the at least one region which has a microfolding is between 0.1 and 80 GE, preferably between 0.1 GE and 50 GE, more preferably between 0.1 GE and 20 GE, and very particularly preferably between 0 , 1 GE and 10 GE, at a viewing angle according to DIN EN ISO 2813.
Durch geeignete Wahl der Beschichtungsmaterialien kann statt einer Mikrofaltung durch das erfindungsgemäße Verfahren auch ein eisblumenähnlicher Effekt oder das Aussehen einer gebrochenen Sicherheitsglasscheibe erzeugt werden. By a suitable choice of the coating materials, it is also possible to produce an ice-flower-like effect or the appearance of a broken safety glass pane instead of microfilling by the method according to the invention.
Beschreibung der Zeichnungen Es zeigen DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG
Fig. 1 bis 3 unterschiedliche fotographische Abbildungen von Proben mit unterschiedlich starker Mikrofaltung,
Fig. 4 und 5 Vorrichtungen zur Erzeugung von Oberflächeneffekten von Substraten gemäß Ausführungsformen der Erfindung, 1 to 3 different photographic images of samples with different levels of microfolding, 4 and 5 devices for producing surface effects of substrates according to embodiments of the invention,
Fig. 6 ein verfahrensgemäß erhaltenes Erzeugnis, sowie Fig. 6 shows a process according to the product, and
Fig. 7 bis 13 fotographische Darstellungen von Beschichtungen gemäß 7 to 13 are photographic representations of coatings according to
Ausführungsformen der Erfindung. Embodiments of the invention.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Detailed description of preferred embodiments
Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sind um der Klarheit Willen nicht alle Merkmale einer jeweiligen Vorrichtung in Figur 4, 5 und 6 In the following detailed description of preferred embodiments, for the sake of clarity, not all features of a respective device are shown in FIGS. 4, 5 and 6
maßstabsgerecht dargestellt. Ferner wird der Begriff der energiereichen Partikelstrahlung auch in allgemeiner Form für Photonen verwendet. Insbesondere im ultravioletten Spektralbereich sowie generell zu kürzeren Wellenlängen hin weisen Photonen zunehmenden partikulären Charakter auf. shown to scale. Furthermore, the term high-energy particle radiation is also used in general form for photons. Especially in the ultraviolet spectral range and in general towards shorter wavelengths, photons show increasing particulate character.
Fig. 1 zeigt hier beispielhaft eine fotographische Abbildung einer Probe, bei welcher ein der Mikrofaltung zugängliches Beschichtungsmittel lediglich mit einer Schichtdicke von 10 μιη aufgebracht wurde. Erkennbar ist, dass die Mikrofaltung nur unregelmäßig ausgebildet ist. So ist im linken Bereich der Abbildung eine Mikrofaltung deutlich erkennbar, wohingegen diese Mikrofaltung im rechten Bereich der Probe nur sehr wenig bis gar nicht ausgeprägt ist. 1 shows an example of a photographic image of a sample in which a coating agent which is accessible to the microstructure was applied only with a layer thickness of 10 μm. It can be seen that the microfolding is only irregular. Thus, in the left-hand section of the figure, a microfolding is clearly recognizable, whereas this microfolding in the right-hand region of the sample is only slightly or not at all pronounced.
Fig. 2 zeigt beispielhaft eine fotographische Darstellung der Oberfläche einer Probe, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurde. Die Schichtdicke beträgt hier 30 μιπ Die Mikrofaltung ist hier sehr stark ausgeprägt. Fig. 2 shows an example of a photographic representation of the surface of a sample, which was obtained by the method according to the invention. The layer thickness is here 30 μιπ The micro-mapping is very pronounced here.
Fig. 3 zeigt eine starke Vergrößerung eines Oberflächenbereichs der Probe aus Fig. 2. Auch hier sind die durch Mikrofaltung erzeugten Strukturen sehr deutlich erkennbar. FIG. 3 shows a strong enlargement of a surface area of the sample from FIG. 2. Here, too, the structures produced by microfolding are very clearly recognizable.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Oberflächeneffekten auf zumindest einem Teilbereich einer mit einer FIG. 4 shows a schematic representation of an embodiment of a device 1 for producing surface effects on at least one subregion of a with a
Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, beschichteten Unterlage, wobei die Vorrichtung umfasst:
Es ist in Fig. 4 ein Mittel zum Transport der Unterlage 3 zwischen den einzelnen Arbeitsstationen zu erkennen. Dieses Mittel zum Transport wird bei der Vorrichtung 1 durch die Teile 21 , 22 und 23 beispielhaft gebildet und umfasst eine erste Walze oder Rolle 21 , auf weiche eine Unterlage bzw. ein Bedruckstoff 3, beispielsweise ausgebildet aus Papier, Karton, laminiertem Papier oder laminiertem Karton, Kunststofffolien sowie Wellpappesubstraten, oder Polyolefinfolie oder PET- oder Acetatfolie, aufgerollt ist. Coating, which is curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, coated underlay, the device comprising: It can be seen in Fig. 4, a means for transporting the pad 3 between the individual workstations. This means of transport is exemplified in the apparatus 1 by the parts 21, 22 and 23 and comprises a first roller or roller 21 on which a substrate 3, for example formed from paper, cardboard, laminated paper or laminated cardboard , Plastic films and Wellpappesubstraten, or polyolefin film or PET or acetate film, is rolled up.
Die Unterlage 3 wird in Richtung des Pfeiles 25, der Transportrichtung, durch die Vorrichtung 1 bewegt, wobei die Oberfläche 31 des Bedruckstoffs bzw. des Substrats bzw. der Unterlage 3, welche bedruckt werden soll, in Fig. 4 nach oben gerichtet ist. Die Walze 22 ist ein weiterer Teil des Transportmittels. The base 3 is moved in the direction of the arrow 25, the transport direction, through the device 1, wherein the surface 31 of the printing material or the substrate or the base 3, which is to be printed, is directed in Fig. 4 upwards. The roller 22 is another part of the means of transport.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine Vorrichtung 4 zum Aufbringen des Beschichtungsfluids auf die Unterlage 3. Eine Vorrichtung zum Aufbringen von Beschichtungsfluid ist beispielsweise in der WO 2009/012996, deren Offenbarungsgehalt durch Inkorporierung auch zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird, als Beschichtungseinheit beschrieben, wobei gemäß vorliegender Erfindung die darin beschriebene Einrichtung zur Glättung des auf die Substratoberfläche mittels der Beschichtungseinheit aufgetragenen Films zwar vorteilhaft verwendbar ist, jedoch eine optionale Einheit darstellt, welche nicht zwingend zur Durchführung der Erfindung verwendet werden muss. Furthermore, the device 1 comprises a device 4 for applying the coating fluid to the substrate 3. A device for applying coating fluid is described, for example, in WO 2009/012996, the disclosure content of which is also the subject of the present disclosure by incorporation, as the coating unit Although the device described in the present invention is advantageously usable for smoothing the film applied to the substrate surface by means of the coating unit, it represents an optional unit which does not necessarily have to be used for carrying out the invention.
Die Vorrichtung 4 kann dabei so ausgestaltet sein, dass das Beschichtungsfluid über den gesamten Bereich der Oberfläche 31 der Unterlage 3 oder nur über einen Teilbereich derselben aufgetragen wird. Ein Auftrag über den gesamten Bereich der Oberfläche 31 der Unterlage 3 ist dabei vorteilhaft, wenn ein Beschichtungsfluid aufgetragen wird, welches im ausgehärteten Zustand auch eine Schutzfunktion wahrnimmt, beispielsweise Kratzschutzeigenschaften aufweist. Demgegenüber ist ein lediglich partieller Auftrag, also ein Auftrag des Beschichtungsfluids lediglich über einen Teilbereich der Oberfläche 31 der Unterlage 3, von Vorteil, um beispielsweise bestimmte Bereich der Unterlage gezielt hervorzuheben oder zu markieren. Es können auf diese Weise auch Abbildungen, beispielsweise in Form von Bildern oder Texten, erzeugt werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Vorrichtung 7 zum Aushärten der Beschichtung. Das Aushärten der Beschichtung vollzieht sich in zwei Schritten. Die mittels der Vorrichtung 7 zum Aushärten in die Beschichtung eingebrachte Leistung ist vorzugsweise so einstellbar, dass in einem ersten Schritt nur die Oberflächenschicht der Beschichtung behandelt wird. Dabei weist die Oberflächenschicht vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 nm und 1 μιη auf. In einem zweiten Schritt ist die Beschichtung über die gesamte Dicke aushärtbar. Bevorzugt umfasst die The device 4 can be configured such that the coating fluid is applied over the entire area of the surface 31 of the substrate 3 or only over a partial area thereof. A job over the entire area of the surface 31 of the substrate 3 is advantageous when a coating fluid is applied, which also performs a protective function in the cured state, for example having scratch-resistant properties. In contrast, only a partial application, that is to say an application of the coating fluid over only a partial area of the surface 31 of the base 3, is advantageous in order, for example, to highlight or mark specific areas of the base in a targeted manner. In this way it is also possible to generate images, for example in the form of images or texts. The device 1 further comprises a device 7 for curing the coating. The curing of the coating takes place in two steps. The power introduced into the coating by means of the curing device 7 is preferably adjustable so that in a first step only the surface layer of the coating is treated. In this case, the surface layer preferably has a thickness of between 10 nm and 1 μm. In a second step, the coating is curable over the entire thickness. Preferably, the
Vorrichtung 7 ein informatisches Mittel zur Steuerung des Aushärtens der Beschichtung. Device 7 a computerized means for controlling the curing of the coating.
Insbesondere ist das informatische Mittel dergestalt ausgebildet, dass es die Leistung, die Dosis und/oder den Ort der Aushärtung bestimmt In particular, the informatic means is designed to determine the performance, dose and / or location of the cure
Weiterhin ist in Fig. 4 eine Vorrichtung 6 zum Trocknen der Beschichtung dargestellt. Mittels dieser Vorrichtung ist es möglich, in einem ersten Schritt leicht flüchtige Bestandteile des Beschichtungsfluids vor dem Aushärten zu entfernen. Eine solche Vorrichtung 6 ist allerdings lediglich optional von der Vorrichtung 1 mit umfasst. Weiterhin kann die Vorrichtung 1 eine Vorrichtung 8 zum Kühlen der beschichteten Unterlage nach der Aushärtung umfassen. Furthermore, a device 6 for drying the coating is shown in FIG. By means of this device, it is possible in a first step to remove volatile constituents of the coating fluid before curing. However, such a device 6 is only optionally included in the device 1. Furthermore, the device 1 may comprise a device 8 for cooling the coated base after curing.
Die Vorrichtung 1 kann weiterhin gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Anlagensteuerung 5 umfassen, beispielsweise in Form eines informatischen Mittels wie beispielsweise eines Computers, zur Steuerung der Arbeitsschritte der Anlage, welches die relevanten Parameter bei allen Verfahrensschritten vorzugsweise sensorisch erfasst und vorzugsweise mit jeweils zugeordneten Aktoren steuert und somit deren Zusammenwirken sicherstellt. The device 1 may further comprise, according to a preferred embodiment of the invention, a plant controller 5, for example in the form of an informational means such as a computer, for controlling the operations of the plant, which preferably sensory collects the relevant parameters in all process steps and preferably with respective associated actuators controls and thus ensures their interaction.
Die Anlagensteuerung 5 umfasst bevorzugt auch ein Mittel, um Parameter in einem The system controller 5 preferably also comprises a means for setting parameters in one
informatischen Format, welches beispielsweise in der Druckindustrie allgemein verwendet wird, beispielsweise JDF (Job Definition Format) auszulesen und in Verfahrensschritte umzusetzen. Beispielhaft kann ein solches Mittel eine auf einem Speicher abgelegte Parametrisierungsdatei umfassen. Auch ist es möglich, dass die Vorrichtung 1 allgemein, ohne Beschränkung auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel, mehrere Anlagensteuerungen umfasst, welche gezielt jeweils einzelne Vorrichtungen ansteuern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung zumindest jeweils einen Sensor sowie einen Encoder und Aktoren, um die jeweiligen Verfahrensschritte sensorisch zu erfassen und gesteuert durch den Computer mittels entsprechender Aktoren jeweils umzusetzen. computer format, which is commonly used in the printing industry, for example, to read JDF (Job Definition Format) and implement it in process steps. By way of example, such a means may comprise a parameterization file stored in a memory. It is also possible that the device 1 generally, without being limited to the embodiment shown here, comprises a plurality of system controls, which selectively control individual devices. According to a further embodiment of the invention, the device comprises at least one sensor as well as an encoder and actuators in order to detect the respective method steps by sensors and to implement them in a controlled manner by the computer by means of corresponding actuators.
Die Anlagensteuerung 5 ist gemäß einer Ausführungsform bevorzugt über geeignete The system controller 5 is preferably suitable according to one embodiment
Schnittstellen, beispielhaft den Schnittstellen 54, 55, 56, 57 mit Vorrichtungen, welche von der Vorrichtung 1 umfasst sind, beispielhaft den Vorrichtungen 4, 5, 6, 7, verbunden. Interfaces, for example, the interfaces 54, 55, 56, 57 with devices, which are covered by the device 1, for example, the devices 4, 5, 6, 7, connected.
Fig. 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführform. Die Vorrichtung 1 umfasst hierbei eine Vorrichtung zur Aufnahme der Unterlage 301 , in welcher verschiedene Unterlagen 3, welche der besseren Übersicht halber nicht alle bezeichnet sind, enthalten sind. Aus der Vorrichtung 301 zur Aufnahme der Unterlage 3 werden einzelne Unterlagen 3, welche beispielsweise Papier, Karton, laminiertes Papier oder laminierten Karton, Kunststofffolien sowie Wellpappesubstrate, oder Polyolefinfolie oder PET- oder Acetatfolie umfassen können, mittels des Mittels zum Transport der Unterlage 3 zwischen den einzelnen Arbeitsstationen durch die Vorrichtung 1 bewegt. Das Mittel zum Transport der Unterlage 3 umfasst eine erste Walze 21 , eine zweite Walze 23 sowie zusätzlich eine weitere Walze 22, wobei noch verschiedene weitere Walzen 22 von dem Mittel zum Transport umfasst sein können. Weiterhin umfasst das Mittel zum Transport ein Transportband 24, welches die beiden Walzen 21 und 23 miteinander verbindet, sodass durch die Rotation zumindest einer der Walzen 21 , 23 eine Bewegung der Unterlagen 3 durch die Vorrichtung 1 in Richtung des Pfeils 25 erfolgt. FIG. 5 shows a further schematic representation of a device 1 according to a further preferred embodiment. The device 1 in this case comprises a device for receiving the pad 301, in which various documents 3, which are not all designated for better clarity, are included. From the device 301 for receiving the pad 3 are individual documents 3, which may comprise, for example, paper, cardboard, laminated paper or laminated cardboard, plastic films and corrugated cardboard substrates, or polyolefin or PET or acetate, by means of the means for transporting the pad 3 between the individual workstations moved through the device 1. The means for transporting the underlay 3 comprises a first roll 21, a second roll 23 and additionally a further roll 22, wherein various other rolls 22 may be included in the means for transport. Furthermore, the means for transport comprises a conveyor belt 24, which connects the two rollers 21 and 23 with each other, so that by the rotation of at least one of the rollers 21, 23, a movement of the documents 3 takes place through the device 1 in the direction of the arrow 25.
Wiederum umfasst die Vorrichtung 1 die Vorrichtung 4 zum Aufbringen des Beschichtungsfluids auf die Unterlage 3 sowie eine Vorrichtung zum Aushärten der Beschichtung 7. Weiterhin sind die Vorrichtungen 6 und 8 dargestellt, welche der Trocknung des Again, the device 1 comprises the device 4 for applying the coating fluid to the substrate 3 and a device for curing the coating 7. Furthermore, the devices 6 and 8 are shown, which is the drying of the
Beschichtungsfluids bzw. einer Kühlung der bedruckten Unterlage nach erfolgter Aushärtung dienen können und vorliegend lediglich optional sind. Die Vorrichtungen 4, 5, 6, 7 können jeweils
über eine Schnittstelle 54, 55, 56, 57 mit einer Anlagensteuerung 5 verbunden sein. Auch eine solche Anlagensteuerung 5 mit den entsprechenden Schnittstellen ist lediglich optional von der Vorrichtung 1 umfasst. Weiterhin ist es allgemein, ohne Beschränkung auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel, auch möglich, dass mehrere Anlagensteuerungen 5 von einer Vorrichtung 1 umfasst sind, welche jeweils einzelne Vorrichtungen 4, 5, 6, 7 steuern. Coating fluids or a cooling of the printed substrate can serve after curing and in the present case are only optional. The devices 4, 5, 6, 7 can each be connected via an interface 54, 55, 56, 57 with a system controller 5. Such a system controller 5 with the corresponding interfaces is also only optionally included in the device 1. Furthermore, it is generally, without limitation to the embodiment shown here, also possible that several system controllers 5 are included in a device 1, which each control individual devices 4, 5, 6, 7.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform eine Vorrichtung 302 zur Entnahme der Unterlage 3. In addition, the device 1 of this embodiment comprises a device 302 for removing the pad 3.
In Fig. 6 sind schematisch und nicht maßstabsgetreu zwei Erzeugnisse 300 dargestellt, welche jeweils eine Unterlage 3 umfassen, auf deren Oberfläche 31 (nicht bezeichnet) eine Beschichtung 32 aufgetragen wurde. Die Beschichtung 32 weist mindestens in einem Teilbereich eine FIG. 6 schematically and not to scale shows two products 300, each of which comprises a base 3, on whose surface 31 (not labeled) a coating 32 has been applied. The coating 32 has at least one partial area
Oberflächenschicht mit einer Mikrofaltung auf. Surface layer with a microfolding on.
Im oberen Bereich von Fig. 6 ist ein Erzeugnis 300 abgebildet, welches eine vollflächige Beschichtung 32 auf der (nicht bezeichneten) Oberfläche 31 umfasst. Im unteren Teil der Fig. 6 ist die Beschichtung 32 lediglich auf Teilbereichen der (nicht bezeichneten) Oberfläche 31 der Unterlage 3 aufgebracht. In the upper area of FIG. 6, a product 300 is depicted, which comprises a full-area coating 32 on the (not designated) surface 31. In the lower part of FIG. 6, the coating 32 is applied only to partial areas of the (not designated) surface 31 of the base 3.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Erzeugen von Oberflächeneffekten in einer Beschichtung, welche durch energiereiche Partikelstrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung, härtbar ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auftragen eines The invention thus relates to a method for producing surface effects in a coating which is curable by high-energy particle radiation, in particular by UV radiation, the method comprising the following steps: application of a
Beschichtungsfluids, beispielsweise eines Lackes, welcher radikalisch härtbar, insbesondere UV- härtbar ist, auf eine Unterlage, wobei das Beschichtungsfluid so ausgestaltet ist, dass die Reaktivität an der Oberfläche des aufgetragenen Beschichtungsfilms sich von der Reaktivität im Volumen des aufgetragenen Beschichtungsfilms gezielt unterscheidet, Coating fluids, such as a paint which is free-radically curable, in particular UV-curable, on a substrate, wherein the coating fluid is designed so that the reactivity at the surface of the applied coating film is specifically different from the reactivity in the volume of the applied coating film,
Bestrahlen der Beschichtung mit energiereicher Partikelstrahlung sowie Vorrichtungen, insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens.
Fig. 7 zeigt eine fotographische Darstellung von Beschichtungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Es handelt sich dabei um insgesamt acht Beschichtungen, welche auf eine schwarze Unterlage aufgebracht wurden. Die einzelnen Beschichtungen unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der genauen Formulierung des Beschichtungsfluids und/oder der Schichtdicke. Während im oberen Bereich von Fig. 7 eher matte Beschichtungen erhalten werden, also Beschichtungen mit einem eher geringen Glanzgrad, sind im unteren Teil der Fig. 7 Irradiating the coating with high-energy particle radiation and devices, in particular for carrying out this method. Fig. 7 shows a photographic representation of coatings according to embodiments of the invention. These are a total of eight coatings, which were applied to a black base. The individual coatings differ from one another with regard to the exact formulation of the coating fluid and / or the layer thickness. While matt coatings are obtained in the upper area of FIG. 7, ie coatings with a rather low degree of gloss, in the lower part of FIG. 7
Beschichtungen abgebildet, welche über einen eher hohen Glanzgrad verfügen. Der Glanzgrad ist hierbei eine Funktion der Mikrofaltung, sodass beispielsweise bei einer sehr starken Coatings shown, which have a rather high gloss level. The degree of gloss is a function of the microfolding, so that, for example, in a very strong
Mikrofaltung in einem bestimmten Betrachtungswinkel ein eher mattes Erscheinungsbild resultieren kann. Microplating in a given viewing angle may result in a rather dull appearance.
Zur besseren Verdeutlichung der unterschiedlichen Effekte, welche Beschichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen können, zeigen die Fig. 8 bis 13 jeweils Aufnahmen einzelner beschichteter Proben. To better illustrate the different effects which coatings can exhibit according to embodiments of the present invention, FIGS. 8 to 13 each show photographs of individual coated samples.
In Fig. 8 ist eine Beschichtung dargestellt, bei welcher die Mikrofaltung in einer großflächigeren Struktur resultiert, vergleichbar etwa sogenannten„Trockenrissen", welche sich beispielsweise beim Austrocknen von ursprünglich feuchten Böden bilden. Die Beschichtung weist neben der beschriebenen Strukturierung einen relativ hohen Glanz auf. 8 shows a coating in which the microplating results in a structure of a larger surface area, comparable to what are known as "dry cracks" which form, for example, during the drying of originally moist soils.The coating has a relatively high gloss in addition to the described structuring.
In Fig. 9 ist eine Beschichtung zu sehen, bei welcher die Mikrofaltung in feineren Strukturen resultiert und insgesamt ein eher mattes Erscheinungsbild resultiert. FIG. 9 shows a coating in which the microfolding results in finer structures and overall results in a rather dull appearance.
In Fig. 10 ist eine weitere Beschichtung gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung zu sehen. Auch hier ist ein mattes Erscheinungsbild erhalten worden, wobei hier die Beschichtung insgesamt noch matter erscheint als die Beschichtung aus Fig. 9. FIG. 10 shows a further coating according to yet another embodiment of the invention. Again, a dull appearance has been obtained, in which case the coating appears even more dull than the coating of FIG. 9.
Demgegenüber ist in Fig. 11 eine Beschichtung zu sehen, welch einen sehr hohen Glanzgrad aufweist, also lediglich eine sehr geringe Mikrofaltung erhalten wurde. In contrast, a coating can be seen in FIG. 11, which has a very high degree of gloss, that is to say only a very low degree of microfolding has been obtained.
In Fig. 12 und 13 sind zwei Proben zu sehen, welche jeweils einen eisblumenartigen Effekt zeigen, also der Anmutung von mit Eis überzogenem Glas ähneln. Dieser Effekt ist bereits bei
der Beschichtung, welche in Fig. 12 zu sehen ist, erkennbar, nochmals deutlicher ausgeprägt aber in Fig. 13 zu sehen. In Fig. 12 and 13, two samples are shown, each showing an ice-flower-like effect, so similar to the appearance of ice-coated glass. This effect is already included the coating, which can be seen in Fig. 12, recognizable, again more pronounced but seen in Fig. 13.
Somit bleibt insgesamt festzuhalten, dass mit einem Verfahren gemäß Ausführungsformen der Erfindung sehr unterschiedliche optische Anmutungen in einer Beschichtung durch Mikrofaltung in einer Lackoberfläche realisierbar sind.
Thus, overall, it should be noted that with a method according to embodiments of the invention, very different optical appearances in a coating can be realized by micro-plating in a lacquer surface.